(57)【要約】【課題】  基台の上に風車を回転自在に取付けた組立て式模型発電機であって、風力によって電気が発生することを理解できるような教材と成り得る組立て式の模型発電機の提供。【解決手段】  風車１を組み立てる為に、羽根取付け溝２６，２７を上面に形成した羽根下台座５と羽根取付け溝２６，２７を下面に形成した羽根上台座４、及び複数枚の羽根３，３・・を有し、そして上記基台２を組み立てるために、下板１２と上板１９、上下板を繋ぐパイプ１６、下板中心に回転自在に支持されて起立する主軸６、主軸６には上記風車１が載って支持される止めリング１８、主軸６の下端部に取着されるギア２０、そして主軸にギアを備えた発電機７、発電機７と接続されるＬＥＤ１０，コンデンサー１１、２個の端子９ａ，９ｂで構成している。【選択図】    図１
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【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
基台の上に風車を回転自在に取付けた組立て式模型発電機において、風車を組み立てる為に、羽根取付け溝を上面に形成した羽根下台座と羽根取付け溝を下面に形成した羽根上台座、及び複数枚の羽根を有し、そして上記基台を組み立てるために、下板と上板、上下板を繋ぐ支柱、下板中心に回転自在に支持されて起立する主軸、主軸には上記風車が載って支持される止めリング、主軸の下端部に取着されるギア、そして主軸にギアを備えた発電機、発電機と接続されるＬＥＤ，コンデンサー、２個の端子で構成した組立て式模型発電機。
【請求項２】
上記発電機を取付ける収納パーツを有し、該収納パーツは基台下板に揺動可能に取付けるためのボルトと蝶ナットを備えた請求項１記載の組立て式模型発電機。
【請求項３】
基台を構成する上下板を繋ぐ支柱としてパイプを用いた請求項１、又は請求項２記載の組立て式模型発電機。
【請求項４】
上記風車を構成する羽根下台座の上面及び羽根上台座の下面には２種類の羽根取付け溝を形成し、１つは外周から半径中程にわたって形成した湾曲溝とし、他の１つは外周から中心付近にわたって形成した湾曲溝とした請求項１、請求項２、又は請求項３記載の組立て式模型発電機。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は風力発電機の原理を理解することが出来るように構成した組立て式の模型発電機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
模型とは、実際に存在する物体を小さなサイズに模ったものであり、今日では無数に近い種類の模型が存在している。例えば、車の模型、飛行機の模型、船の模型、建物の模型など、限りなく知られているが、これら模型の中で自らが組立てることで完成する組立て式の模型も多い。各部品がプラスチックを材質として成形され、これら各部品を組み立てることが出来るように構成している模型であり、一般にはプラモデルと称されている。
【０００３】
このような模型は大半がオモチャであり、又は置物である場合が多いが、時には学習用の教材として模型を使用することもある。例えば、特開２００３−２９６２３号に係る「生物模型及びその製造方法」は、プラモデルの玩具的遊びの要素と、生物の身体構造を示す模型としての要素とを共に備えるように構成することで、玩具として、また教材として使用し、使用者の学習意欲や好奇心を喚起すると同時に、模型の制作を通じて生物の身体構造を学習することのできる組立式生物模型及びその製造方法である。
【０００４】
この生物模型は、生物の形態を任意の型取り材で型取りするか、又は三次元座標情報としてコンピュータに入力した生物の形態を光造形装置で原型を作成し、これを用いて複製物を製造する。模型本体は、基にした生物の寸法と略同寸法あるいは相似の関係を保った寸法で、複数の部材に分割して形成することにより、分割して形成された部材を使用者が組立てて可能としている。
【０００５】
特開平８−１０８２４５号に係る「精密鋳造法」は、ロストワックス法（インベストメント法）に類似した精密鋳造法に関するもので、硬質塩化ビニール等の硬質樹脂の模型(モデル)を用い、模型形状の微細精密な再現力に優れた精密鋳造法である。
この精密鋳造法は、硬質樹脂製模型に、セキ、湯道、湯口等を取り付ける型組立工程と、得られた型組立体の表面上に鋳造用石こう及び／又はセラミックス粉末の集合体よりなる鋳型を形成する鋳型形成工程と、鋳型中の型組立体を有機溶剤を用いて溶解除去する型溶出工程と、型組立体の除去された鋳型を焼成する焼成工程と、焼成した鋳型内に金属溶湯を注入する注湯工程と、型バラシして鋳造品を取出す型バラシ工程と、を含んでいる。そして硬質樹脂製模型をモデルとして用いるので、従来のろう模型と比較して、模型の強度が大で変形・破損が少ないため、細い棒状の部分等であっても、鋳型形成工程において模型が変形するようなことがない。
【０００６】
特開２００５−１４８２７７号に係る「コージェネレーション学習用実演キット」は、原動機を用いながらも組み立てが容易で、子供達の興味を引き付けて高い学習効果を得ることができるような、コージェネレーションシステムについて学習するための教材である。
基台上に、ウオータジャケットを設けた小型原動機と、この原動機によって駆動される発電機と、原動機の排熱を利用して温水を製造するラジエータと、温水を貯留する貯湯槽と、この温水を循環させるポンプとを設け、電力と排熱とを発生するコージェネレーションシステム（熱電併給装置）を用い、システムを組立式のキットとすることで、子供達の興味を引き付けて高い学習効果を得ることができ、エネルギーの重要性を認識できる。
【特許文献１】特開２００３−２９６２３号に係る「生物模型及びその製造方法」
【特許文献２】特開平８−１０８２４５号に係る「精密鋳造法」
【特許文献３】特開２００５−１４８２７７号に係る「コージェネレーション学習用実演キット」
【考案の開示】
【考案が解決しようとする課題】
【０００７】
このように今日では色々な模型が知られ、教材として学習効果を高めるための模型も存在している。本考案も学習効果を目的とした組立て式の模型であるが、風力によって電気が発生することを理解できるような教材と成り得る組立て式の模型発電機を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本考案に係る模型は風力発電機であり、その為に風車と発電機を備えている。風車は２枚の羽根台座の間に複数枚の羽根が取付けられ、羽根台座の中心には主軸が設けられている。上記両羽根台座には羽根取付け溝が形成され、この羽根取付け溝に羽根の上端部と下端部が嵌入して取付けられ、該風車は基台に取付けられて回転することが出来る。
【０００９】
上記基台には発電機が取付けられ、この発電機は風車によって回転して電気を起こすことが出来る。そこで、風車の主軸にはギアが取着され、該ギアは発電機の主軸に取付けたギアと噛み合う。そして、基台には豆電球(ＬＥＤ)が設けられ、上記発電機が回転して電気が起きたことが分かるように点滅可能としている。
【考案の効果】
【００１０】
本考案に係る組立て式の模型発電機は、自らの手で発電機を組立て、これに風を与えて風車が回転することで発電機が回転し、該発電機から電気が起きることを学習することが出来る。風車は２枚の羽根台座の間に複数枚の羽根を取付けて構成されるが、該羽根台座には複数形態の羽根取付け溝が形成されていることで、取付ける羽根の形態による発電力の違いを認識することも出来る。そして、電気の発生を認知させるために豆電球を備えた構造としており、又発電機から延びるリード線のハンダ付け作業も学習の１つとなる。勿論、発電機と豆電球を繋ぐ配線の学習も可能となる。
【実施例】
【００１１】
図１は本考案に係る組立て式の模型発電機を表している実施例であり、１は風車、２は基台である。風車１は基台２の上に取付けられて回転可能に軸支され、該風車１は複数枚の羽根３，３・・を有している。羽根３，３・・は羽根上台座４と羽根下台座５の間に取付けられ、風車１の中心には主軸６が設けられ、該主軸６は基台２まで延びている。
【００１２】
基台２には発電機７が設けられて主軸６が回転することで発電機７が回るように該主軸６に取着したギアが発電機主軸のギアと噛み合っている。従って、風車１に風が当って回転するならば主軸６が回転し、発電機７が回って電気が発生する。模型であるために発生する電気は僅かであり、基台２に取付けた豆電球(ＬＥＤ)が点灯することが出来るように配線している。
【００１３】
以下、本考案の組立て式模型発電機の組立て手順を構成部品と共に説明する。
(１)図２はアクリル板８に２個の端子９ａ，９ｂとＬＥＤ１０及びコンデンサー１１を取付けた場合である。コンデンサー１１はＬＥＤ１０と並列回路で接続している。部品としては、アクリル板８、２個の端子９ａ，９ｂ、コンデンサー１１、ＬＥＤ１０が分離した状態とし、各部品をアクリル板８に取付ける作業を行う必要がある。
(２)図３は配線作業を表している。発電機７から延びる２本のリード線を２個の端子９ａ、９ｂにそれぞれハンダ付けし、端子９ａ，９ｂとコンデンサー１１とは接続されている。
(３)図４はリード線を接続した状態である。発電機７から延びるリード線は端子９ａ，９ｂに接続され、各端子９ａ，９ｂとコンデンサー１１の脚は接続され、そしてＬＥＤ１０はコンデンサー１１の脚と接続している。そこで、該発電機７が回転するならば電気が起きて上記ＬＥＤ１０は点灯する。また、両端子間の電圧を測定することも出来る。
(４)図５は基台２の底板１２にアクリル板８と発電機７を取付けた場合であり、アクリル板８は底板１２に形成した溝に下端部を嵌めることで取付けられ、発電機７は収納パーツ１３に嵌って取付けられる。そして収納パーツ１３は底から起立するボルトに取付けられて蝶ナット１４で締め付けられている。従って、蝶ナット１４を緩めることで収納パーツ１３は揺動可能となる。
(５)図６は基台底板１２の外周部には３個の穴１５，１５・・が設けられ、この穴１５，１５・・にパイプ１６，１６・・を嵌めている。そして、底板の中心にも穴１７が形成され、この穴１７には軸受け玉を嵌める。
(６)図７は主軸６に羽根台座止めリング１８を設け、主軸６の下端側から基台２の上板１９の中心に貫通した穴に挿通して取付けた場合である。上記羽根台座止めリング１８は降下しないように回転自在に支持されている。
(７)図８は主軸６を単独で表している。主軸６には上記羽根台座止めリング１８が取着され、又下端部にはギア２０を取付けている。そして、上端にはネジ部２１を設けている。
(８)図９は、前記図７の主軸６を取付けた上板１９を図６に示す底板１２に起立するパイプ１６，１６・・に載せて装着した場合である。主軸６は下板中央の穴１７に嵌ってボール軸受けにて回転自在に支持される。そして、主軸６に取着したギア２０は発電機８の主軸ギアと噛み合わせる。ここで、収納パーツ１３は、軸ボルトを中心として揺動することが出来る為に、該収納パーツ１３を揺動させてギアを噛み合わせることが出来る。そして、噛み合ったところで蝶ナット１４を十分に締めて固定する。
(９)図１０は風車１を構成する羽根下台座５を取付ける場合で、羽根下台座５の中心には穴が貫通し、この穴に主軸６を挿通することで取付けられる。主軸６に軸支した羽根台座止めリング１８に載って支えられる。
(10)図１１は風車１の羽根上台座４を取付けた場合であって、羽根下台座５と羽根上台座４との間にはパイプ２２が介在し、このパイプ２２の上端に羽根上台座４が載っている。パイプ２２の穴には上記主軸６が挿通しており、羽根上台座４から突出したネジ部２１にはナット２３が螺合して固定される。
【００１４】
ところで、上記羽根下台座５の上面２４及び羽根上台座４の下面２５には湾曲した羽根の取付け溝が形成されている。この羽根取付け溝に羽根３，３・・の上端部及び下端部を嵌入して羽根３，３・・を取付け、風車１が完成する。図１２は羽根下台座５と羽根上台座４間に羽根３，３・・を取付ける場合を表している。
【００１５】
そして、前記図１に示した風力発電機の模型が完成する。風車１はその主軸６が基台２に支持され、風が当ることで回転することが出来る。そして、この回転に伴って発電機７が回り、電気が発生する。電気が発生すればＬＥＤ１０が点灯し、又両端子９ａ，９ｂにテスターを当てることで電圧を測定することが出来る。
【００１６】
ところで、図１３は羽根下台座５に形成している羽根取付け溝を示しているが、この羽根取付け溝は２種類が形成されている。外周から半径中程にかけて湾曲形成している羽根取付け溝２６，２６・・と外周から中心にかけて湾曲形成している羽根取付け溝２７，２７・・の２種類である。羽根取付け溝２７は羽根取付け溝２６に対してその長さは２倍と成っているために、羽根取付け溝２７には２枚の羽根３，３が嵌る。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本考案に係る模型発電機。
【図２】端子、コンデンサー、及びＬＥＤを取付けたアクリル板。
【図３】発電機、端子、コンデンサー、及びＬＥＤを接続するハンダ付け作業。
【図４】発電機、端子、コンデンサー、及びＬＥＤを接続した場合。
【図５】基台下板に端子、コンデンサー、及びＬＥＤを取付けたアクリル板と発電機を取付けた収納パーツを設けた場合。
【図６】基台下板の外周部に設けた穴にパイプを嵌めた場合。
【図７】基台上板に主軸を挿通した場合。
【図８】止めリングとギアを取付けた主軸。
【図９】基台の完成図。
【図１０】基台から上方へ延びる主軸の羽根下台座を挿通する場合。
【図１１】主軸上端に羽根上台座を取付けた場合。
【図１２】羽根下台座と羽根上台座の間に羽根を取付ける場合。
【図１３】羽根下台座の上面に形成される羽根取付け溝。
【符号の説明】
【００１８】
１  風車
２  基台
３  羽根
４  羽根上台座
５  羽根下台座
６  主軸
７  発電機
８  アクリル板
９  端子
10  ＬＥＤ
11  コンデンサー
12  底板
13  収納パーツ
14  蝶ナット
15  穴
16  パイプ
17  穴
18  羽根台座止めリング
19  上板
20  ギア
21  ネジ部
22  パイプ
23  ナット
24  上面
25  下面
26  羽根取付け溝
27  羽根取付け溝
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
0003125983.tif 000014
【図１３】
0003125983.tif 000015
【手続補正書】
【提出日】平成18年8月7日(2006.8.7)
【手続補正１】
【補正対象書類名】実用新案登録請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
基台の上に風車を回転自在に取付けた組立て式模型発電機において、風車を組み立てる為に、羽根取付け溝を上面に形成した羽根下台座と羽根取付け溝を下面に形成した羽根上台座、及び複数枚の羽根を有し、そして上記基台を組み立てるために、下板と上板、上下板を繋ぐ支柱、下板中心に回転自在に支持されて起立する主軸、主軸には上記風車が載って支持される止めリング、主軸の下端部に取着されるギア、そして該主軸下端部のギアと噛み合うことが出来るギアを軸に備えた発電機、発電機と接続されるＬＥＤ，コンデンサー、２個の端子で構成した組立て式模型発電機。
【請求項２】
上記発電機を取付ける収納パーツを有し、該収納パーツは基台下板に揺動可能に取付けるためのボルトと蝶ナットを備えた請求項１記載の組立て式模型発電機。
【請求項３】
基台を構成する上下板を繋ぐ支柱としてパイプを用いた請求項１、又は請求項２記載の組立て式模型発電機。
【請求項４】
上記風車を構成する羽根下台座の上面及び羽根上台座の下面には２種類の羽根取付け溝を形成し、１つは外周から半径中程にわたって形成した湾曲溝とし、他の１つは外周から中心付近にわたって形成した湾曲溝とした請求項１、請求項２、又は請求項３記載の組立て式模型発電機。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
上記基台には発電機が取付けられ、この発電機は風車によって回転して電気を起こすことが出来る。そこで、風車の主軸にはギアが取着され、該ギアは発電機の軸に取付けたギアと噛み合う。そして、基台には豆電球(ＬＥＤ)が設けられ、上記発電機が回転して電気が起きたことが分かるように点滅可能としている。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
基台２には発電機７が設けられて主軸６が回転することで発電機７が回るように該主軸６に取着したギアが発電機軸のギアと噛み合っている。従って、風車１に風が当って回転するならば主軸６が回転し、発電機７が回って電気が発生する。模型であるために発生する電気は僅かであり、基台２に取付けた豆電球(ＬＥＤ)が点灯することが出来るように配線している。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
以下、本考案の組立て式模型発電機の組立て手順を構成部品と共に説明する。
(１)図２はアクリル板８に２個の端子９ａ，９ｂとＬＥＤ１０及びコンデンサー１１を取付けた場合である。コンデンサー１１はＬＥＤ１０と並列回路で接続している。部品としては、アクリル板８、２個の端子９ａ，９ｂ、コンデンサー１１、ＬＥＤ１０が分離した状態とし、各部品をアクリル板８に取付ける作業を行う必要がある。
(２)図３は配線作業を表している。発電機７から延びる２本のリード線を２個の端子９ａ、９ｂにそれぞれハンダ付けし、端子９ａ，９ｂとコンデンサー１１とは接続されている。
(３)図４はリード線を接続した状態である。発電機７から延びるリード線は端子９ａ，９ｂに接続され、各端子９ａ，９ｂとコンデンサー１１の脚は接続され、そしてＬＥＤ１０はコンデンサー１１の脚と接続している。そこで、該発電機７が回転するならば電気が起きて上記ＬＥＤ１０は点灯する。また、両端子間の電圧を測定することも出来る。
(４)図５は基台２の底板１２にアクリル板８と発電機７を取付けた場合であり、アクリル板８は底板１２に形成した溝に下端部を嵌めることで取付けられ、発電機７は収納パーツ１３に嵌って取付けられる。そして収納パーツ１３は底から起立するボルトに取付けられて蝶ナット１４で締め付けられている。従って、蝶ナット１４を緩めることで収納パーツ１３は揺動可能となる。
(５)図６は基台底板１２の外周部には３個の穴１５，１５・・が設けられ、この穴１５，１５・・にパイプ１６，１６・・を嵌めている。そして、底板の中心にも穴１７が形成され、この穴１７には軸受け玉を嵌める。
(６)図７は主軸６に羽根台座止めリング１８を設け、主軸６の下端側から基台２の上板１９の中心に貫通した穴に挿通して取付けた場合である。上記羽根台座止めリング１８は降下しないように回転自在に支持されている。
(７)図８は主軸６を単独で表している。主軸６には上記羽根台座止めリング１８が取着され、又下端部にはギア２０を取付けている。そして、上端にはネジ部２１を設けている。
(８)図９は、前記図７の主軸６を取付けた上板１９を図６に示す底板１２に起立するパイプ１６，１６・・に載せて装着した場合である。主軸６は下板中央の穴１７に嵌ってボール軸受けにて回転自在に支持される。そして、主軸６に取着したギア２０は発電機８の軸ギアと噛み合わせる。ここで、収納パーツ１３は、軸ボルトを中心として揺動することが出来る為に、該収納パーツ１３を揺動させてギアを噛み合わせることが出来る。そして、噛み合ったところで蝶ナット１４を十分に締めて固定する。
(９)図１０は風車１を構成する羽根下台座５を取付ける場合で、羽根下台座５の中心には穴が貫通し、この穴に主軸６を挿通することで取付けられる。主軸６に軸支した羽根台座止めリング１８に載って支えられる。
(10)図１１は風車１の羽根上台座４を取付けた場合であって、羽根下台座５と羽根上台座４との間にはパイプ２２が介在し、このパイプ２２の上端に羽根上台座４が載っている。パイプ２２の穴には上記主軸６が挿通しており、羽根上台座４から突出したネジ部２１にはナット２３が螺合して固定される。